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그 기업엔 무언가 특별한 것이 있다.

깊이의 새 역사를 쓰다

샌드빅 코로만트가 최근 7년의 연구개발을 거쳐 7×DC까지 드릴링이 가능한 CoroDrill® DS20를 업계 최초로 출시, 깊은 고정밀 드릴링의 벤치마크가 될 것으로 기대된다. 기존의  CoroDrill® 880 드릴은 4–5×DC까지만 가능했으나 CoroDrill® DS20은 4–7×DC까지 가능하기 때문에  예를 들어 거대한 강 가공물의 경우 양쪽에서 드릴링 하던 것을 한쪽에서 끝까지 한번에 드릴링을 할 수 있게 되어 고객의 입장에서는 엄청난 시간과 비용을 절약할 수 있다는 이점이 있다. 특히 바디와 인서트 모두에 완전히 새로운 설계를 적용해 모든  4-7xD 작업에서 뛰어난 신뢰성, 일관된 칩 컨트롤, 탁월한 관통률을 제공한다.

글/ 샌드빅 코로만트 Alexander Farnsworth

 

숫자 자체만 생각해보면 5에서 7로의 변화는 그리 대수롭지 않은 일이다. 하지만 최근 새로운 CoroDrill® DS20 교환형 인서트 드릴 제품군을 출시한 샌드빅 코로만트에 있어 5×DC에서 7×DC로의 발전은 회사와 제품을 위한 엄청난 도약이다.

CoroDrill® DS20은 4–7×DC 범위로 출시되며 탄생한지 14년 됐고, 이제 단계적으로 사라질 CoroDrill® 880 4–5×DC 범위를 대체할 예정이다.

5×DC와 7×DC라는 용어는 드릴의 깊이를 의미하는 것으로, 드릴 직경의 5배 또는 7배를 나타낸다. 실제 현장에서 거대한 강 가공물의 경우 긴 볼트와 나사용 홀 가공 시 CoroDrill® 880으로 양쪽 끝에서 드릴링을 하는데, 이제 한쪽에서 끝까지 한번에 드릴링을 할 수 있게 됐다는 의미다. 예를 들어 CoroDrill® DS20의 정밀도를 이용해 100kg의 풍차 슬루잉 링에서 한번의 패스로 이 작업을 수행하면 더이상 가공물을 뒤집지 않아도 되고 고비용의 실수도 피할 수 있기 때문에 고객들은 엄청난 시간과 비용을 절약할 수 있다.

 

충분하지 않은 드릴 길이 

CoroDrill® DS20의 이전 모델인 구형 CoroDrill® 880 제품군은 2005년 출시 후 바로 금속 가공물에 정밀 홀을 만드는 교환형 인서트 드릴 시장에서 1위의 입지를 구축했다. CoroDrill® 880은 안정적이고 효율적이었지만 드릴의 강성과 칩 배출 프로세스를 수정하는 수많은 노력에도 불구하고 길이가 충분하지 않았다.

샌드빅 코로만트의 교환형 드릴 분야 수석 R&D 엔지니어 하칸 칼버그(Håkan Carlberg)는 새로운 드릴 제품군이 탄생한 배경에 대해 “교환형 인서트 드릴 시장이 경쟁사들로 포화상태라는 사실을 알고 있었다. 비즈니스를 성장시키려면 기존의 틀을 뛰어넘어야 했다. 경쟁사들로부터 시장 점유율을 빼앗아오는 대신 잠재력을 어떻게 키울지 고민했다”라고 전했다. 

2012년 샌드빅 코로만트는 교환형 인덱스 드릴로 최대 7×DC까지 드릴링할 방법을 찾기 위해 여러 파라미터 중에서도 드릴 바디 소재, 생산기술, 드릴 바디 및 인서트 설계 등에 관한 일련의 개발 프로젝트에 착수했다. 성공하려면 사용하기 쉬워야 하고(플러그 앤 플레이), 폭넓은 분야에 적용 가능해야 했으며, 예측 가능하고 일관적이며 긴 공구 수명과 높은 관통률로 생산성이 높아야 했다. 많은 경쟁사가 이를 시도했지만 실패했다.

이를 위해 수반된 것은 드릴 바디 공정과 인서트 자체뿐 아니라 드릴공정의 기하학적 구조에 대한 총체적인 재고였다. 높은 공정 안정성과 반복성 및 안정적인 품질과 함께 최고의 강성을 달성하기 위해 칩 배출 프로세스에 각별한 관심을 기울였다.

여러 가지 도전과제들

드릴 연장 시 가장 큰 문제 중 하나는 휨이나 편향이 고속에서 급격하게 높아진다는 것이다. 길이를 2배로 늘리면 드릴에서 편향이 8배나 높아져 정밀도가 낮아진다. 간단히 말해 길어질수록 정확성이 떨어지는 것이다.

하칸 칼버그에 따르면 한가지 도전과제는 양면 인서트에 4개의 절삭날을 보장하고 힘이 균형을 이루도록 절삭날의 형상을 조정하는 것이었다. 그런데 그의 지적과 같이 이 새로운 개념을 총 256개의 드릴 바디 품목 전체에 적용해 출시하는 것은 훨씬 복잡한 일이었다.

하칸 칼버그는 “CoroDrill® DS20 개발의 복잡성을 비유하자면, 50개의 노브가 있는 믹서 테이블을 상상해 봐라. 드릴로 제어해야 하는 파라미터가 약 50개가 있는데 제대로 작동하려면 이 50개가 상호 의존적이기 때문에 모두가 균형을 이루도록 해야 한다. 하나를 조절하면 나머지 49개도 조절해야 하는 것이다”라고 말했다.

설계단계에서 서로 의존하는 약 50개의 매개변수를 고려한 결과 특히 입구에서 절삭부하가 감소하고 경절삭이 가능해져 공정 안정성의 향상과 함께, 고객은 홀당 비용을 절약하고 더욱 깊이 드릴링하며 소음을 최소화할 수 있게 됐다. 또한 드릴 바디는 전례 없는 강성과 내피로성을 제공하고 칩 플루트 모양은 각 드릴 크기와 인서트에 따라 개별적으로 설계됐으며, 이런 특징들이 적절히 조화를 이뤄 진동이 감소하고 마모 패턴이 일관되며 공구 수명이 길다. 차세대 더블 스텝 기술로 CoroDrill® 880 공구에 비해 입구 절삭부하가 최대 75% 감소해 센터링 성능이 향상된다.

하칸 칼버그는 “R&D팀이 믿었고 연구소 테스트에서 대단한 가능성을 보여줬던 개념을 시험하고 개발한 뒤 현장 테스트를 수행했는데 생각만큼 훌륭하지 않다는 사실을 알게 됐다. 돌파구 또는 결정적인 사건은 어떤 가능성의 여지도 남기지 않는 분석 소프트웨어의 개발이었다. 앞서 언급한 모든 파라미터를 가상으로 제어하고 모듈레이팅하며 분석할 수 있었다. 간단히 말해 개별품목으로서가 아닌 전체제품 구성에 대해 CoroDrill® DS20 드릴을 최적화하는 프로그램을 만든 것이다”라고 설명했다.

또한 “극복할 장애물이 거대했기 때문에 프로젝트를 여러 번 중단할 수도 있었다. 하지만 한편으로는 이렇게 오랫동안 존재해온 제품영역 내에서 새로운 기반을 개척하고 진정한 혁신을 제시할 수 있다는 것은 환상적인 일”이라고 덧붙였다.

 

•7×D 홀 깊이를 위한 인서트 교환형 드릴

CoroDrill® DS20은 최대 7×D의 홀 깊이를 가공할 수 있는 최초의 인서트 교환형 드릴이다. 이 드릴은 바디와 인서트 모두에 완전히 새로운 설계를 적용해 모든 4-7×D 작업에서 뛰어난 신뢰성, 일관된 칩 컨트롤, 탁월한 관통률을 제공한다.

기존의 CoroDrill® 880 및 CoroDrill® 881 공구를 대체하는 4-5×D CoroDrill® DS20 인서트 교환형 드릴은 가공물 소재에 따라 공구 수명은 최대 25%, 생산성은 최대 10% 향상시킨다.

샌드빅 코로만트는 새 제품군을 보완하기 위해 드릴과 어댑터 사이에서 커플링 역할을 하는 새로운 MDI(Modular Drilling Interface)를 선보인다. Coromant Capto® 및 HSK 생크 타입으로 제공되는 MDI는 높은 정밀도와 뛰어난 센터링 성능을 제공하고 공구 재고를 감소시킨다. 또한 정확도가 높은 이중 센터링으로 우수한 런아웃 정밀도와 최적의 반복성을 보장하기 때문에 드릴 바디와 너트 사이의 플랜지 및 표면 접촉으로 안정성과 홀 품질이 향상되고, 하나의 크기를 여러 드릴 직경에 사용할 수 있다.

CoroDrill® DS20 드릴은 다양한 작업에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 경제적이어서 거의 모든 가공물 소재에서 지금까지 동급 최고로 인정받던 공구들보다 우수한 공구 수명과 생산성을 제공한다. 예비 드릴링이 필요하지 않다.

15~65mm의 직경으로 제공되며 주요 적용분야는 일반 엔지니어링, 자동차, 석유 및 천연가스, 펌프 및 밸브, 우주항공 등이다.